Fisiopatologia Cutanea

Picardo Mauro
Fisiopatologia Cutanea

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Il Laboratorio Sperimentale di Fisiopatologia Cutanea rappresenta uno dei principali laboratori di ricerca dell’Istituto. Lavora in stretta connessione con gli altri laboratori sperimentali e con le ripartizioni cliniche e svolge una parte attiva nella proposizione e nello svolgimento di linee di ricerca corrente e finalizzata.
Alla struttura afferisce il Centro Integrato di Ricerca Metabolomica (CIRM). Il centro si avvale della dotazione strumentale e della multidisciplinarietà del gruppo di Fisiopatologia Cutanea. Pertanto, strumentazioni analitiche fondamentali per la metabolomica e la sua sottodivisione di lipidomica, quali LC-MS e GC-MS (vedere di seguito) e competenze biologiche e dermatologiche hanno il vantaggio di essere integrate nello stesso ambiente di ricerca.

Staff

Bastonini Emanuela – Biologo
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666246
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Bellei Barbara – Biologo
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666246
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Briganti Stefania – Chimico
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Tel. 06 52666241
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Camera Emanuela – Chimico
Fisiopatologia Cutanea
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Caputo Silvia – Tecnico di Laboratorio Biomedico
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666246
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Cardinali Giorgia – Biologo
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666243
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Dell’Anna Maria Lucia – Medico
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666242
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Flori Enrica – Biologo
Fisiopatologia Cutanea

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Kovacs Daniela – Medico
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Maresca Vittoria – Biologo
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Tel. 06 52666243
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Mastrofrancesco Arianna – Biologo
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666246
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Mosca Sarah – Biologo
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Tel. 06 52666243
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Ottaviani Monica – Chimico
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666241
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Papaccio Federica – Biologo
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 52666246
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Petrone Gianni – Operatore tecnico
Fisiopatologia Cutanea

Tel. 06 526662945
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Progetti di ricerca

Il Laboratorio di Fisiopatologia Cutanea è impegnato in diverse linee di ricerca corrente e finalizzata che riguardano le seguenti tematiche:

  • Patologie infiammatorie
    Le patologie dermatologiche su base infiammatoria quali ad esempio acne, dermatite atopica, dermatite seborroica, rosacea e psoriasi sono associate a modificazioni dell’equilibrio dei processi proliferativi-differenziativi delle cellule cutanee che partecipano ai meccanismi di difesa della pelle, tra cui la funzione barriera cutanea che impedisce la perdita di acqua, scherma le aggressioni esterne, limita l’ingresso di microrganismi e allergeni e determina le condizioni ottimali per la colonizzazione microbica favorevole.
    Le linee di studio attive in laboratorio si basano sia sulla ricerca clinica condotta su volontari sani e affetti dalle patologie d’interesse che su quella pre-clinica svolta in laboratorio.
    Oggetto di studio sono le vie recettoriali coinvolte nel controllo del differenziamento cellulare, nella sintesi dei lipidi superficiali cutanei sia sebacei (secreti dalla ghiandola sebacea) che epidermici (da epidermide vitale e strato corneo), nel contenimento dell’infiammazione, nella formazione della melanina e nella risposta ai danni da radicali liberi. In particolare, lo studio di fattori di crescita, citochine, endocannabinoidi o della regolazione del loro metabolismo, è finalizzato a valutare come la loro modulazione possa influenzare: (i) l’equilibrio tra proliferazione e differenziamento cellulare, (ii) l’insorgenza e/o il controllo di uno stato infiammatorio, (iii) bilanciamento dello stato redox (regolazione dei livelli di specie reattive dell’ossigeno, note come ROS), (iv) processi di senescenza cellulare.
    In collaborazione con le aziende farmaceutiche il laboratorio è attivamente impegnato nella valutazione dell’attività e dell’efficacia antiinfiammatoria di nuove molecole che, agendo come modulatori di recettori di membrana e nucleari, possono essere efficaci nel contrastare quei meccanismi molecolari alla base dell’insorgenza delle patologie cutanee di natura infiammatoria caratterizzate da un alterato differenziamento cellulare. In particolare, nello studio dell’acne, sono svolti studi di fase 1 per valutare l’efficacia di nuove molecole in grado di modulare l’attività della ghiandola sebacea. I dati ottenuti hanno dimostrato la validità dell’approccio e hanno posto le basi per lo sviluppo di approcci terapeutici innovativi nel trattamento dell’acne.

 

  • Patologie degenerative e invecchiamento cellulare
    Nell’ambito dello studio sulle patologie cutanee associate ad alterazioni della pigmentazione (vitiligine, lentigo, melasma) si studia il cross-talk tra compartimento epidermico e dermico valutando le caratteristiche degenerative/senescenti di melanociti, fibroblasti e cheratinociti isolati da aree lesionali, peri-lesionali e normalmente pigmentate. Il gruppo fa parte di un network internazionale impegnato sulla valutazione di ipotesi patogenetiche innovative nella vitiligine che tengano in considerazione non solo i melanociti, ma anche le altre popolazioni cellulari presenti a livello cutaneo.
    La comprensione dei meccanismi molecolari coinvolti nelle alterazioni cellulari e nella de-regolazione dei fattori di crescita e dei mediatori dell’infiammazione responsabili dell’insorgenza e della progressione di patologie della cute caratterizzate da un’alterata pigmentazione, permetterà di identificare nuovi targets per lo sviluppo di approcci terapeutici innovativi e più efficaci.
    • Patologie neoplastiche
    Nel melanoma, vengono studiate le vie di segnalazione intracellulare (es. α-MSH-MC1R) associate a parametri del differenziamento melanocitario, quali la capacità di pigmentare, cioè di produrre melanina, di proliferare e di opporre una difesa adeguata agli insulti pro-ossidanti. Nei carcinomi cutanei diversi dal melanoma (non melanoma skin cancer, NMSC) vengono studiate le alterazioni dello stroma tumorale correlandole con l’infiltrato infiammatorio nelle aree circostanti attraverso: lo studio dei CAFs (cancer-associated fibroblasts) nell’evoluzione del carcinoma basocellulare (basal cell carcinoma, BCC) da superficiale a micronodulari e nodulare; ruolo dei CAFs nella modulazione della risposta dei carcinomi cutanei alle terapie; sviluppo di strategie per contrastare la resistenza alla terapia supportata dai CAFs.

 

  • Medicina rigenerativa
    Il trapianto di cellule staminali adulte “mesenchimali” derivate dal tessuto adiposo rappresenta una delle applicazioni di maggior interesse in medicina rigenerativa. Le cellule possiedono la capacità di rigenerazione dei tessuti, di rimodulazione del sistema immunitario e un insieme di altre proprietà vantaggiose per l’organismo. Studi recenti hanno dimostrato che la componente extra-cellulare del tessuto adiposo possa svolgere un ruolo importante nei processi di ripristino di funzioni anatomiche, fisiologiche e biochimiche deteriorate. La caratterizzazione della composizione proteica e lipidica della frazione extra-cellulare del tessuto adiposo offre prospettive promettenti nel campo della medicina rigenerativa e in particolar modo della dermatologia rigenerativa. É in corso la valutazione dell’effetto terapeutico del trapianto di sola frazione extracellulare di tessuto adiposo nel trattamento degli esisti cicatriziali post-oncologici ed il ruolo della frazione extracellulare come adiuvante nel trapianto di cellule staminali mesenchimali.
    Nell’ambito dello studio sul processo di riparazione delle ferite, viene indagato il cross-talk tra le vie attivate dai fattori di crescita e dai mediatori lipidici, allo scopo di identificare dei messaggeri intracellulari comuni che possano rappresentare il bersaglio di nuovi farmaci più efficaci nel trattamento delle ferite croniche e/o di difficile risoluzione. Un aspetto interessante è valutare l’effetto indotto da trattamenti combinati con fattori di crescita e lipidi bioattivi (es. endocannabinoidi) per verificarne l’efficacia in termini di chiusura della ferita (riduzione dell’infiammazione, migrazione dei cheratinociti, differenziamento dei fibroblasti in miofibroblasti).

 

  • Lipidomica
    Il termine lipidoma è tra gli ultimi entrati nel lessico delle scienze omiche, di cui la genomica costituisce il capostipite. Il lipidoma è l’insieme dei metaboliti o molecole che hanno una bassa o trascurabile solubilità in acqua, chiamati lipidi. Grazie a questa caratteristica, i lipidi nella pelle e nelle strutture che la costituiscono, assolvono funzioni fondamentali tra cui quella di offrire una barriera di impermeabilità, ma anche quella di mettere in comunicazione compartimenti diversi, intra- ed extracellulari, fungendo da messaggeri chimici. Gli studi di metabolomica e lipidomica condotti nel nostro gruppo con tecnologie analitiche quali GC-MS e LC-MS ad alta risoluzione, stanno fornendo informazioni sulle alterazioni del lipidoma in diverse condizioni patologiche cutanee, tra cui acne, dermatite atopica, dermatite seborroica e rosacea.

METODOLOGIE

Il Laboratorio di Fisiopatologia Cutanea ha sviluppato delle competenze specifiche nell’ambito delle seguenti metodiche:

  • Isolamento e coltura in vitro di cheratinociti, melanociti e fibroblasti primari ottenuti da cute sana (prepuzio, addome, seno) e da cute lesionale (melanomi, NMSC, disordini della pigmentazione), peri-lesionale e non lesionale. Coltura di linee cellulari normali e patologiche di origine umana e murina. Modelli di cute ricostituita.
  • Tecniche di biologia cellulare/molecolare: estrazione DNA/RNA, RT-PCR, Real Time RT-PCR, estrazione di proteine da campioni cellulari ed elettroforesi su gel di acrilamide; tecniche zimografiche; Western Blotting; immunoprecipitazione, ELISA.
  • Tecniche di immunofluorescenza (microscopia convenzionale e confocale) ed immunoistochimica per lo studio dell’espressione e della localizzazione intracellulare di marcatori proteici e lipidici su campioni cellulari e tessuti (ex-vivo, biopsie) e modelli di cute ricostituita.
  • Tecniche di citofluorimetria per l’identificazione di markers del ciclo cellulare, di funzionalità mitocondriale, di differenziamento cellulare, apoptosi, stato redox.
  • Analisi di parametri biochimici e funzionali su linfociti, eritrociti e plasma isolati da prelievi ematici da pazienti affetti da patologie dermatologiche e soggetti sani di riferimento.
  • Determinazione attività enzimi ad azione antiossidante in campioni biologici e lisati cellulari.
  • Tecniche cromatografiche per la separazione e l’identificazione di antiossidanti chimici e bersagli di ossidazione in campioni biologici e cellule epidermiche.
  • Separazioni cromatografiche LC (liquid chromatography) e GC (gas chromatography) accoppiate a spettrometria di massa (MS, mass spectrometry) per l’analisi estesa di metaboliti e lipidi. Le tecniche analitiche avanzate a disposizione permettono l’analisi complessa di acidi grassi, fattori di idratazione naturale, inclusi aminoacidi, ceramidi, colesterolo e suoi metaboliti, e altri lipidi fondamentali che contribuiscono all’integrità della funzione barriera e della struttura cutanea.

Pubblicazioni

Per le pubblicazioni scientifiche consultare con il nome dei singoli specialisti PubMed

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